實驗--直流穩(wěn)壓電源

1、實驗四直流穩(wěn)壓電源 、實驗?zāi)康?1、研究單相橋式整流、電容濾波電路的特性。 2、研究集成穩(wěn)壓器的特點和性能指標(biāo)的測試方法。 二、實驗原理 電子設(shè)備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用干電池和 直流發(fā)電機外，大多數(shù)是采用把交流電（市電）轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。 直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、 整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成，其原理框 圖如圖1所示。電網(wǎng)供給的交流電壓 Ui（220V,50Hz）經(jīng)電源變壓器降壓后，得 到符合電路需要的交流電壓 匕，然后由整流電路變換成方向不變、 大小隨時間變 化的脈動電壓 山，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓 Ui。但這樣的直流輸

2、出電壓，還會隨交流電網(wǎng)電壓的波動或負(fù)載的變動而變化。 在對直流供電要求較高的場合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加 穩(wěn)定。 圖2是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的電路圖。其整流部分為單相橋 式整流、電容濾波電路。穩(wěn)壓部分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，它由調(diào)整元件（晶體管 ）；比較放大器T2、R7;取樣電路Ri、R2、Rw,基準(zhǔn)電壓Dw R3和過流保護電路 T3管及電阻R、R、F6等組成。整個穩(wěn)壓電路是一個具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán) 系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載變動引起輸出直流電壓發(fā)生變化時， 取樣電路取出輸出電壓的一部分送入比較放大器，并與基準(zhǔn)電壓進行比較，產(chǎn)生 的誤差信號經(jīng)T2放大后

3、送至調(diào)整管Ti的基極，使調(diào)整管改變其管壓降，以補償 輸出電壓的變化，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 200il-/250.334 尺；3011 G2OS1 510P C 1 Dw b.7K JN4735Z2il aoon 5100 UGG 3DG6 Uu 圖2串聯(lián)型穩(wěn)壓電源實驗電路 隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，穩(wěn)壓電路也制成了集成器件。由于集成穩(wěn)壓器具有 體積小，外接線路簡單、使用方便、工作可靠和通用性等優(yōu)點，因此在各種電子 設(shè)備中應(yīng)用十分普遍，基本上取代了由分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓電路。集成穩(wěn)壓器的 種類很多，應(yīng)根據(jù)設(shè)備對直流電源的要求來進行選擇。對于大多數(shù)電子儀器、設(shè) 備和電子電路來說，通常是選用串聯(lián)線

4、性集成穩(wěn)壓器。而在這種類型的器件中， 又以三端式穩(wěn)壓器應(yīng)用最為廣泛。 W78O0 W7900系列三端式集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能 進行調(diào)整。W7800系列三端式穩(wěn)壓器輸出正極性電壓，一般有 5V、6V、9V、12V、 15V、18V、24V七個檔次，輸出電流最大可達1.5A （加散熱片）。同類型78M 系列穩(wěn)壓器的輸出電流為0.5A，78L系列穩(wěn)壓器的輸出電流為 0.1A。若要求負(fù) 極性輸出電壓，則可選用 W7900系列穩(wěn)壓器。 圖3為W7800系列的外形和接線圖。 它有三個引出端 輸入端（不穩(wěn)定電壓輸入端）標(biāo)以“ 1” 輸出端（穩(wěn)定電壓輸出端）標(biāo)以“3” 公共端標(biāo)以“2” 除

5、固定輸出三端穩(wěn)壓器外，尚有可調(diào)式三端穩(wěn)壓器，后者可通過外接元件對 輸出電壓進行調(diào)整，以適應(yīng)不同的需要。 本實驗所用集成穩(wěn)壓器為三端固定正穩(wěn)壓器 W7812它的主要參數(shù)有：輸出 直流電壓U=+ 12V,輸出電流L:0.1A，M:0.5A，電壓調(diào)整率10mV/V，輸出電 阻R= 0.15 Q,輸入電壓U的范圍1517V。因為一般U要比U。大35V， 才能保證集成穩(wěn)壓器工作在線性區(qū)。 30匚 c 1廠J甲 _-x W78XX 123 1 N 1丨1 T IN GND OUT 圖3 W7800系列外形及接線圖 圖4是用三端式穩(wěn)壓器 W7812構(gòu)成的單電源電壓輸出串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的 實驗電路圖。其中整流部

6、分采用了由四個二極管組成的橋式整流器成品（又 稱橋堆），型號為2W06或 KBP306）,濾波電容G、C2一般選取幾百幾千微法。 當(dāng)穩(wěn)壓器距離整流濾波電路比較遠時，在輸入端必須接入電容器 G（數(shù)值為0.33 卩F）,以抵消線路的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。輸出端電容C4（0.1卩F）用以 濾除輸出端的高頻信號，改善電路的暫態(tài)響應(yīng)。 圖4由W7815構(gòu)成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源 三、實驗設(shè)備與器件 1、可調(diào)工頻電源 3 、交流毫伏表 5 、 直流毫安表6 電阻器、電容器若干 四、實驗內(nèi)容 1、整流濾波電路測試 2、雙蹤示波器 4、 直流電壓表 端穩(wěn)壓器 W7812 W7815 W7915 按圖5連接實驗電路。取可調(diào)工頻電源電壓為 16V,作為整流電路輸入電 壓U2。 IN4007X4 Uj 圖5整流濾波電路 1）取R_= 1KQ，不加濾波電容，測量直流輸出電壓U,并用示波器觀察 U2和Ul波形，記入表1。 2）取R = 1KQ , C= 470叮，重復(fù)內(nèi)容1）的要求，記入表1。 3）取R = 2KQ ，C= 470叮，重復(fù)內(nèi)容1）的要求，記入表1。 表 1 U 2 = 16V 每次改接電路時，必須切斷工頻電源。 在觀察輸出電壓Ul波形的過程中，“ 丫軸靈敏度”旋鈕位置調(diào)好以后，不 要再變動，否則將無法比較各波形的脈動情況。 2、直流穩(wěn)壓電源電路測試 按圖6連接實驗電路，取